Hvordan måle brytningsindeksen
Når lys kommer inn i medium B fra medium A, hvis medium A er et hydrofobt stoff til medium B, det vil si nA< nP=1/sin is also a constant, and its relationship with the refractive index is: Indicates. Obviously, under a certain wavelength and certain conditions, it can be seen that the refractive index can be obtained by measuring the critical angle, which is the basic optical principle of the commonly used Abbe refractometer.
For å måle verdien bruker Abbe-refraktometeret "halvlys og halvmørkt"-metoden, som går ut på å la det monokromatiske lyset komme inn i mediet B fra mediet A fra alle vinkler på 0-90 grader , kl. denne gangen passerer hele den kritiske vinkelen i mediet B Lys gjennom alle områder, så det er lyst; mens alle områder utenfor den kritiske vinkelen ikke passerer lys, så er det mørkt, og grensen mellom de lyse og mørke områdene er veldig tydelig. Hvis du observerer med et okular over medium B, kan du se et halvmørkt bilde med en veldig tydelig grense.
Mediet er forskjellig, den kritiske vinkelen er også forskjellig, og grenseposisjonen til de lyse og mørke områdene i okularet er også forskjellig. Hvis en "kryss"-linje er gravert inn i okularet, endre den relative posisjonen til mediet B og okularet, slik at grensen mellom de lyse og mørke områdene alltid faller sammen med skjæringspunktet mellom "tverrlinjen", ved å måle dens relative posisjon (vinkel) og etter konvertering kan brytningsindeksen oppnås. Avlesningen inngravert på skalaen til Abbe refraktometer er den konverterte brytningsindeksen, slik at den kan leses direkte. Samtidig har Abbe-refraktometeret en dispersjons-eliminerende enhet, slik at den kan bruke direkte sollys, og de målte tallene er de samme som målt med natriumlys. Dette er fordelene med Abbe refraktometer.
Slik bruker du Abbe-refraktometeret: Koble først refraktometeret til konstanttemperaturtanken, etter konstant temperatur, separer det rettvinklede prismet og tørk forsiktig av øvre og nedre speiloverflater med en liten mengde etanol eller aceton på silke- eller linsrengjøring papir. Etter at etanolen eller acetonen har fordampet, tilsett en dråpe destillert vann til speilet under, lukk prismet og juster speilet for å gjøre synsfeltet inne i speilet lyst.
Snu prismet til en grenselinje eller et farget lysbånd vises i speilet; hvis det vises et farget lysbånd, juster spredningen for å gjøre grensen mellom lys og mørk klar, og snu det rettvinklede prismet slik at grenselinjen tilfeldigvis går gjennom skjæringspunktet mellom "krysset". Registrer avlesningen og temperaturen, gjenta to ganger for å måle den gjennomsnittlige brytningsindeksen for rent vann og sammenlign den med standardverdien for rent vann (=1.33299), kalibreringsanlegget til refraktometeret kan fås, og deretter brytningsindeksen til væskeprøven som skal testes kan måles på samme måte. Korreksjonsverdien er generelt liten, og hvis verdien er for stor, må hele instrumentet kalibreres på nytt. Følgende punkter bør tas hensyn til når du bruker refraktometeret:
(1) Abbes måleområde er fra 1,3000 til 1,7000, og presisjonen er ±0,0001; ved måling bør det tas hensyn til om temperaturen på isolasjonskappen er riktig. Hvis du ønsker å måle til ±0,0001, bør temperaturen kontrolleres innenfor området ±0,1 grad.
(2) Instrumentet bør ikke utsettes for sollys under bruk eller lagring, og bør dekkes med en svart klut når det ikke er i bruk.
(3) Prismet til refraktometeret må beskyttes for å unngå riper på speiloverflaten. Ved tilsetning av væske må enden av dråpetelleren ikke berøre prismet.
(4) Speiloverflaten bør rengjøres før hver dråpe av prøven; etter bruk skal speiloverflaten også rengjøres med aceton eller 95 prosent etanol, og prismet skal lukkes etter tørking.
(5) Væsker som korroderer eller løser opp prismeglasset, isolasjonsmetallet og limet mellom dem bør unngås.
Til slutt skal det påpekes at Abbe refraktometer ikke kan brukes ved høyere temperaturer; det er vanskelig å måle flyktige eller vannabsorberende prøver; i tillegg er kravene til renheten i prøvene også høye. Generelt sett, når temperaturen øker med én grad, synker brytningsindeksen til den flytende organiske forbindelsen med 3,5×10-4—5,5×10-4. Noen væsker, spesielt når temperaturen hvis brytningsindeks skal oppnås er nær kokepunktet, har en temperaturkoeffisient på opptil 7×10-4. I praktisk arbeid blir brytningsindeksen målt ved en viss temperatur ofte konvertert til brytningsindeksen ved en annen temperatur. For enkelhets skyld brukes vanligvis 4,5×10-4 som temperaturendringer. Verdien oppnådd ved denne grove beregningen kan ha en liten feil, men den har en referanseverdi. Med andre ord, brytningsindeksen synker med økningen i temperaturen, og brytningsindeksen endres med omtrent 0.00045 for hver 1 grad Celsius endring. Vi kan beregne brytningsindeksen korrigert til 20 grader med følgende formel: nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 grad )
hvor nD(t) er den eksperimentelt målte brytningsindeksen ved temperatur t. Dette viser at når den eksperimentelle temperaturen er høyere enn 20 grader, er nD(20) større enn nD(t); mens når den eksperimentelle temperaturen er lavere enn 20 grader, er nD(20) mindre enn nD(t).
Eksempel: Gitt nD(t) =1.3667, t=25.2 grader , beregn nD(20).
nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 grad )
nD(20)=1,3667 pluss 0,00045(25,2 grader -20 grader)
{{0}}.3667 pluss 0,00045 × 5,2
=1.36904 Effekt av lysbølgelengde
Brytningsindeksen til et stoff varierer med bølgelengden til lys, med lengre bølgelengder som har en mindre brytningsindeks og kortere bølgelengder har en større brytningsindeks. Lyskilden som brukes til måling er vanligvis hvitt lys. Når det hvite lyset brytes av prismet og prøvevæsken, på grunn av de forskjellige bølgelengdene til hvert fargelys, er også brytningsgraden forskjellig. Etter brytning dekomponeres det til en rekke fargelys. Dette fenomenet kalles spredning. Spredningen av lys vil gjøre skillelinjen mellom lys og mørke i synsfeltet uklar, noe som resulterer i målefeil. For å eliminere spredning er en dispersjonskompensator installert i den nedre enden av observasjonsrøret til Abbe refraktometer.
Effekt av temperatur
Brytningsindeksen til en løsning endres med temperaturen, brytningsindeksen synker når temperaturen stiger, og øker når temperaturen synker. Skalaen på refraktometeret er gravert ved standardtemperaturen på 20 grader. Derfor er det best å måle brytningsindeksen ved 20 grader. Ellers bør det utføres temperaturkorreksjon på måleresultatene. Når den overstiger 20 grader, legg til korreksjonsnummeret; når den er lavere enn 20 grader trekker du fra korreksjonstallet
